بررسی همدید گرماهای فرین ایران

چکیده در دهه های اخیر با طرح مسئله تغییر اقلیم و به دلیل پیامدهای اقتصادی و اجتماعی ناشی از آن ، علاقه مندی عمومی برای روشن ساختن جلوه های مختلف تغییر اقلیم و تحلیل علمی آنها افزایش یافته است. یکی از مهمترین جلوه های تغییر اقلیم ، افزایش دمای جهانی و افزایش پدیده های فرین اقلیمی است. رویدادهای گرم فرین یکی از پدیده های فرین اقلیمی است که در طی سال های اخیر بیشتر شاهد آن هستیم. هدف این پژوهش شناسایی روزهای گرم فرین و بررسی الگوهای همدید موثر در ایجاد آنها است.با توجه به این اهداف 2 نوع پایگاه داده استفاده شده است.یک گروه از داده ها شامل داده های میانگین دمای روزانه 663 ایستگاه اقلیمی و همدید کشور در بازه زمانی 44 ساله(از 1/1/1340 تا 11/10/1383) به مدت 15992 روز می-باشد.این داده ها به روش کریگینگ بر روی یاخته های 15*15 کیلومتر میان یابی شده و پایگاهی با ابعاد 71817*15992 بدست آمد. این داده ها از پایگاه داده اسفزاری اخذ شده است. داده مورد نیاز دیگر برای انجام این پژوهش ، متغیرهای جوی در ترازهای مختلف در همان بازه زمانی می باشد.این داده ها شامل فشار تراز دریا، مولفه باد مداری، مولفه باد نصف النهاری، ارتفاع ژئوپتانسیل و دما است. برای شناسایی روزهای فرین گرم از نمایه ی انحراف بهنجار شده ی دما(ntd) استفاده شده است.برای هر یک از 7187 یاخته ی ایران مقدار نمایه ی انحراف بهنجار شده ی دما به کمک این شاخص محاسبه شد و سپس میانگین این نمایه بر روی ایران برای هر یک از 15992 روز بدست آمد. توجه به آماره ی گستره گرما بسیار اساسی است.از این رو برای هر یک از روزها درصدی از گستره ی ایران که مقدار نمایه ی انحراف بهنجار شده ی دمای آن دست کم از 2 درجه سلسیوس بیشتر بود ، محاسبه شد. در گام بعد 15992 روز یاد شده بر حسب مقادیر نمایه (از بزرگ به کوچک) و مقادیر قلمرو گرم (از بزرگ به کوچک) مرتب شد. به این ترتیب آرایه ی بدست آمد که دوره آماری بررسی شده را بر حسب شدت و گستره ی گرما نشان می داد. از درون این آرایه 264 روز به عنوان شدیدترین و فراگیرترین گرماهای ایران برای بررسی برگزیده شد. در این پژوهش ابتدا به بررسی محیط سطحی پرداخته شد. بدین منظور ایران به 5 ناحیه دمایی فرین تقسیم شد. این پهنه بندی نشان داد نواحی ای که در غرب کشور قرار گرفته است بیش از سایر نواحی از گرماهای فرین متأثر شده است.در گام دوم به بررسی روند گرماهای فرین ایران پرداخته شد.این بخش از پژوهش نشان داد که روزهای فرین گرم طی دوره مورد مطالعه روند صعودی از خود نشان می دهد. بیشترین روند مثبت تعداد روزهای همراه با گرماهای فرین مربوط به ماه های شهریور، دی و اردیبهشت است که وسعت زیادی داشته و بیشتر در مناطق جنوبی کشور قرار دارند. بیشترین درصد پهنه ایران که روند منفی تعداد روزهای همراه با گرماهای فرین را نشان می دهد مربوط به ماه های اسفند و بهمن می باشد. به طورکلی بررسی آهنگ روند در ماه های مختلف گویای آن است که در اکثر نقاط ایران افزایش تعداد روزهای فرین گرم از 2 روز در دهه فراتر نمی-رود. گام بعدی پژوهش شناسایی سامانه های همدیدی بود که منجر به این رویدادها شده اند. بر این اساس الگوهای ضخامت جوی و الگوهای فرارفت دما در 3 تراز 1000، 925 و 850 هکتوپاسکال برای 264 روز برگزیده محاسبه و دسته بندی شد. نتایج حاصل از دسته بندی و انجام تحلیل خوشه ای و ادغام به روش وارد بر روی نقشه های ضخامت ارتفاع ژئوپتانسیل ترازهای 1000 و 500 هکتوپاسکال در 264 روز فرین گرم نشان داد که دو الگوی متمایز منجر به گرماهای فرین ایران می شود. در زمان حاکمیت الگوی یک، هسته ی پرارتفاع گرم عربی که زبانه ای از پر ارتفاع آزور می باشد بر روی بخش هایی از شاخ آفریقا ، شبه جزیره عربستان و بخش های زیادی از ایران گسترده شده است.استقرار این هسته ی پر ارتفاع گرم بر فراز جو عرض-های جنوبی خاورمیانه منجر به شکل گیری فرازی گرم بر شمال ایران و فرودی سرد روی مدیترانه شده است. این الگو بیشتر در نیمه گرم سال حاکم است . بیشینه ی فعالیت و شدت این الگو به ترتیب در ماه های مهر ، اردیبهشت و شهریور می باشد. بر خلاف الگوی یک زمان فعالیت الگوی 2 در نیمه سرد سال است. در زمان شکل گیری این الگو فرازی گرم بر روی ایران مستقر می شود. بیشینه ی فراوانی و فعالیت این الگو به ترتیب در ماه های دی ، بهمن و اسفند می باشد. گام دیگر برای شناسایی سامانه های همدید ایجاد کننده گرماهای فرین بررسی فرارفت هوای گرم در زمان رویداد گرماهای فرین ایران بود.نتایج حاصل از فرارفت هوای گرم نشان دهنده ی اهمیت 3 الگوی حاکم در ترازهای 1000، 925 و 850 هکتوپاسکال می باشد.الگوی فرارفت هوای گرم در تراز 1000 هکتوپاسکال گویای فرارفت هوای گرم از شمال شرق و شرق به سوی ایران بود. الگوهای فرارفت دما در ترازهای 925 و 850 هکتوپاسکال، علاوه بر فرافت های هوای گرم شمال شرقی و شرقی ، ورود فرافت هوای گرم غربی به ایران را نیز نشان می دهد. جهت تأیید و تأکید بر نقش فرارفت هوای گرم و بررسی بیشتر نقش آنها بر ایجاد گرماهای فرین ایران، 4 روز به عنوان نمونه از 4 فصل سال و در 4 سال متفاوت برگزیده شد. نقشه های فرارفت دما در هر یک از روزهای نمونه به صورت 6 ساعته از 2 روز قبل در هر 3 تراز به صورت جداگانه ترسیم گردید.در فصل بهار عامل ایجاد ناهنجاری دمایی مثبت در بخش گسترده ای از ایران فرارفت گرم جنوبی است . در فصل تابستان استقرار فرارفت گرم جنوبی از چند روز قبل می تواند عامل رویدادهای گرم فرین ایران باشد و تأثیر فرافت گرم غربی کم رنگ تر است. در فصل پاییز هر دو فرارفت گرم غربی که از جنوب غرب و غرب وارد کشور می شود و فرارفت گرم شرقی از سمت جنوب و جنوب شرق وارد می شود مشاهده شد. اما بیشتر رویدادهای گرم فرین ایران ناشی از فرافت های غربی است که با خود هوای گرم عربستان و آفریقا را به ایران ارمغان می آورند. درفصل زمستان فرافت های گرم شرقی و غربی هر دو در گرماهای فرین ایران موثر شناخته شدند تقریباً در تمام فصول و در هر 3 تراز هسته فرارفت گرم جنوبی و شرقی بر روی جنوب و شرق کشور حاکم است و هوای گرم حاره را بر روی ایران می کشاند. واژگان کلیدی: گرماهای فرین ، تحلیل همدید، الگوهای فرارفت دما، روند، پهنه بندی ، ایران